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《Ceramics International》:采用溶胶-凝胶法制备硅酸锂陶瓷3D打印用于定制具有最佳半透明性的牙科修复体

《Ceramics International》:采用溶胶-凝胶法制备硅酸锂陶瓷3D打印用于定制具有最佳半透明性的牙科修复体

  • 分类:资讯中心
  • 发布时间:2023-12-06 10:11
  • 访问量:

【概要描述】本研究通过溶胶-凝胶法制备硅酸锂粉末,并使用光聚合DLP 3D打印机进行打印。经过脱脂和烧结处理,获得了坚硬且相对透明的打印输出。与填充硅酸锂样品的烧结体相比,3D打印硅酸锂样品的收缩率升高至7.06%,透光率降低至66.06%。维氏硬度显著降低至53.24%,但与传统商业化方式的IPS e-max Press和IPS e-max CAD产品相近。这证实了硅酸锂是一种有前景的3D打印假牙材料。然而,光聚合陶瓷的3D打印涉及多个步骤,每个步骤的因素必须仔细确定,以获得理想的制造产品。未来的随访研究将有助于确定最佳条件。

《Ceramics International》:采用溶胶-凝胶法制备硅酸锂陶瓷3D打印用于定制具有最佳半透明性的牙科修复体

【概要描述】本研究通过溶胶-凝胶法制备硅酸锂粉末,并使用光聚合DLP 3D打印机进行打印。经过脱脂和烧结处理,获得了坚硬且相对透明的打印输出。与填充硅酸锂样品的烧结体相比,3D打印硅酸锂样品的收缩率升高至7.06%,透光率降低至66.06%。维氏硬度显著降低至53.24%,但与传统商业化方式的IPS e-max Press和IPS e-max CAD产品相近。这证实了硅酸锂是一种有前景的3D打印假牙材料。然而,光聚合陶瓷的3D打印涉及多个步骤,每个步骤的因素必须仔细确定,以获得理想的制造产品。未来的随访研究将有助于确定最佳条件。

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2023年9月28日,全南大学的研究人员在《Ceramics International》上发表题为Ceramic 3D printing using lithium silicate prepared by sol-gel method for customizing dental prosthesis with optimal translucency的研究论文,报道了其目标是评估使用溶胶-凝胶技术和数字光处理(DLP)进行陶瓷3D打印的制造过程。该研究关注的是硅酸锂粉末的制造、3D打印浆料的制备、打印输出条件的设置以及通过热重差温分析仪(TG-DTA)对硅酸锂进行热处理条件的优化。此外,研究还评估了打印出的烧结体的微观结构、透明度、收缩率和硬度,并验证了硅酸锂3D打印在口腔修复领域的潜力。

原文链接:

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0272884223024823

 

 

 

  研究简介  

 

本研究介绍了硅酸锂3D打印材料在透明陶瓷口腔修复体制造中的应用和工艺优化。研究首先制备了约500 nm的硅酸锂粉体,并对其进行了多种表征方法如场发射扫描电镜、X射线衍射和傅里叶变换红外光谱等,同时对其流变性能进行了测试。然后,通过热分析确定了烧结条件。制备的3D打印浆料包含40 vol%的硅酸锂粉末以及光固化树脂、丙烯酸酯粘合剂和分散剂。采用数字光处理(DLP)3D打印技术,在1325℃的烧结温度下,通过不同的保温时间(1、3、5和10小时)打印出直径为15mm、高为1.8 mm、层厚为50 μm的样品。对打印后样品的收缩率、维氏硬度和透光率进行了比较分析。研究结果展示了3D打印硅酸锂的潜力,并且发现较长的烧结保温时间对样品的性能有积极影响。

 

 

 

图1 溶胶-凝胶法制备硅酸锂工艺示意图。

 

 

 

图2 TG-DTA分析比较了(a)气氛和(b)氩气下的脱脂方案和(c)脱脂方案。

 

 

 

图3 (a)气氛下烧结进度的TG-DTA分析;(b)烧结进度。

 

 

 

图4 (a)硅酸锂粉(煅烧前)和(b)硅酸锂粉(煅烧后)的XRD分析。

 

 

 

图5 溶胶法制备硅酸锂粉体的FE-SEM图像。

 

 

 

图6 硅酸锂粉体在不同球磨机步骤下的粒度。

 

 

 

图7 硅酸锂-树脂悬浮液的粘度随粉体负载的变化。

 

 

 

图8 固化深度根据光照时间而定。

 

 

 

图9 烧结后3d打印硅酸锂试样的XRD分析。

 

 

 

图10 对打印后的硅酸锂粉末、光固化树脂、3d打印绿体、烧结体进行FT-IR分析。(为了解释这个图例中对颜色的引用,请参阅本文的Web版本。)

 

 

 

图11 (a)压缩硅酸锂试样,(b) 3d打印硅酸锂试样俯视图,(c) 3d打印硅酸锂/树脂坯体,(d)烧结后的3d打印硅酸锂截面的FE-SEM图像。

 

 

 研究结论 

 

本研究通过溶胶-凝胶法制备硅酸锂粉末,并使用光聚合DLP 3D打印机进行打印。经过脱脂和烧结处理,获得了坚硬且相对透明的打印输出。与填充硅酸锂样品的烧结体相比,3D打印硅酸锂样品的收缩率升高至7.06%,透光率降低至66.06%。维氏硬度显著降低至53.24%,但与传统商业化方式的IPS e-max Press和IPS e-max CAD产品相近。这证实了硅酸锂是一种有前景的3D打印假牙材料。然而,光聚合陶瓷的3D打印涉及多个步骤,每个步骤的因素必须仔细确定,以获得理想的制造产品。未来的随访研究将有助于确定最佳条件。

 

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